NIVEL FISIOLÓGICO

La fisiología es la ciencia que estudia las funciones de los seres vivos. El término fisiología proviene del griego φυσις, physis, que significa naturaleza, y λογος, logos, que significa conocimiento estudio.  

En función del tipo de organismo vivo, podemos distinguir tres grandes grupos:

• La fisiología vegetal se dedica al estudio del funcionamiento de los órganos y tejidos vegetales de las plantas, la fitofisiología forma parte de este grupo de fisiología y desarrolla a taxones específicos de plantas.
• La fisiología animal.
• La fisiología humana, que forma parte de la fisiología animal.

La Fisiología Humana es entendida como la disciplina que explica el funcionamiento del cuerpo humano. En un sentido amplio el concepto de Fisiología hace referencia al estudio de las funciones orgánicas de los seres vivos y las leyes que las rigen. Tiene especial importancia que ese estudio debe contemplar también las interacciones de unas funciones con otras, así como la integración de todas ellas en el conjunto del organismo completo. Pero también hace referencia a las modificaciones que se van produciendo por adaptación a determinados factores o circunstancias externas, y también internas. En este sentido el área de conocimiento de Fisiología del Deporte que es la segunda área que constituye este Departamento representa a través del Ejercicio Físico el mejor paradigma de la Fisiología Humana.

El objeto de la fisiología es explicar cómo los sistemas, las células, e incluso las moléculas, interactúan para mantener una función normal. La característica distintiva de la fisiología es el concepto de la homeostasis, que es el mantenimiento de un ambiente interno normal ante perturbaciones externas o internas, de modo que se mantengan las funciones de las células y los sistemas de cuerpo. Esto se logra sobre todo por medio de sistemas de retroalimentación, de modo que cuando un sistema queda alterado, varias respuestas locales, reflejos sistémicos (reacciones rápidas, automáticas, a estímulos) y ajustes a largo plazo se activan para regresar el sistema a su valor establecido normal. Al entender cómo funcionan las cosas en condiciones normales, es posible apreciar cuándo hay un mal funcionamiento y por qué. Esto se llama fisiopatología una alteración duradera de la función normal causada por enfermedad o lesión. Por ende, la fisiología es uno de los fundamentos de las ciencias de la salud.

TRANSPORTE ACTIVO-PASIVO

TRANSPORTE ACTIVO: Consiste en el transporte de sustancias en contra de un gradiente de concentración, lo que requiere un gasto energético. En la mayor parte de los casos este transporte activo (que supone un trabajo osmótico) se realiza a expensas de un gradiente de H+ (potencial electroquímico de protones) previamente creado a ambos lados de la membrana, por procesos de respiración y fotosíntesis y por hidrólisis ATP.

 Los sistemas de transporte activo son los más abundantes entre las bacterias, y se han seleccionado evolutivamente debido a que en sus medios naturales la mayoría de los procariotas se encuentran de forma permanente o transitoria con una baja concentración de nutrientes.
Los sistemas de transporte activo están basados en permeasas específicas e inducibles. El modo en que se acopla la energía metabólica con el transporte del soluto aún no está dilucidado, pero en general se maneja la hipótesis de que las permeasas, una vez captado el sustrato con gran afinidad, experimentan un cambio conformacional dependiente de energía que les hace perder dicha afinidad, lo que supone la liberación de la sustancia al interior celular.

TRANSPORTE PASIVO: El transporte es pasivo cuando no se requiere de fuente de energía metabólica como ATP, mientras que el transporte es activo cuando utiliza ATP como fuente de energía. Las membranas celulares están compuestas principalmente por una bicapa lipídica que dificulta el paso de cierto tipo de sustancias.

El transporte pasivo es un tipo de difusión en el que un ion o molécula que atraviesa la membrana se mueve a favor de su gradiente electroquímico o de concentración. En el transporte pasivo no se gasta energía metabólica. Existen dos tipos de transporte pasivo: la difusión simple y la difusión facilitada.

LA CÉLULA.

La célula es el bloque de construcción básico de los órganos del cuerpo. Los detalles de la fisiología se muestra la estructura general de una célula nucleada (eucariota); está rodeada por una membrana celular compuesta de una bicapa lipídica, proteínas de membrana, y carbohidratos en asociación con lípidos (glucolípidos) o proteínas (glucoproteínas). La membrana celular es el portero para cualquier cosa que entre o salga de la célula, y es una barrera que ayuda a mantener la composición interna de la célula. Algunas proteínas y glucoproteínas de membrana funcionan como sensores, o receptores, que detectan el ambiente y señales químicas externos, y después emiten señales al interior de la célula, por lo general mediante sustancias químicas que actúan como segundos mensajeros, o por medio de cambios de la actividad eléctrica de la membrana. Otras proteínas de membrana funcionan como transportadores, que regulan la entrada o la salida de sustancias hacia la célula o hacia afuera de la célula.

RESPIRACION CELULAR

Las células llevan a cabo diversos procesos, muchos de los cuales requieren energía. 

La respiración celular es una serie de reacciones mediante las cuales la célula degrada moléculas orgánicas y produce energía. Todas las células llevan a cabo respiración celular.

Usualmente se usa glucosa como materia prima, la cual se metaboliza a bióxido de carbono y agua, produciéndose energía que se almacena como ATP (trifosfato de adenosina). El ATP es la fuente de energía que se usa para llevar a cabo reacciones del metabolismo celular.

La respiración celular se divide en pasos y sigue distintas rutas en presencia o ausencia de oxígeno. 

• En presencia de oxígeno sucede respiración aeróbica y en ausencia de oxígeno sucede respiración anaeróbica. 
• Ambos procesos comienzan con la glucólisis.

GLUCÓLISIS

Glucólisis es el primer paso de la respiración celular, todos los organismos llevan a cabo la glucólisis.

Es una serie de reacciones que ocurren en el citoplasma de la célula, a partir de una molécula de glucosa se producen dos moléculas de ácido pirúvico (piruvato). Durante la glucólisis se producen dos moléculas de ATP.

RESPIRACIÓN AERÓBICA.

La respiración celular aeróbica es el conjunto de reacciones en las cuales el ácido pirúvico producido por la glucólisis se transforma en CO2 y H2O, y en el proceso, se producen 30-32 moléculas de ATP.

En las células eucariotas este proceso ocurre en la mitocondria en dos etapas llamadas el Ciclo de Krebs (o ciclo de ácido cítrico) y la fosforilación oxidativa.

RESPIRACIÓN ANAERÓBICA

La respiración celular anaeróbica ocurre en ausencia de oxígeno. 

Este  mecanismo sólo produce 2 moléculas de ATP; se obtiene energía a partir del piruvato que se produjo en la glucólisis. 

Hay dos tipos de respiración celular anaeróbica: fermentación láctica y fermentación alcohólica.

La fermentación láctica ocurre en algunas bacterias y gracias a este proceso obtenemos productos de origen lácteo tales como yogurt, crema agria y quesos. 

Este proceso sucede también en el músculo esquelético humano cuando hay deficiencia de oxígeno, como por ejemplo, durante el ejercicio fuerte y continuo. 

Este tipo de fermentación  alcohólica ocurre en levaduras, ciertos hongos y algunas bacterias, produciéndose CO2 y alcohol etílico (etanol); ambos productos se usan en la producción de pan, cerveza y vino.

REPRODUCCIÓN CELULAR 

La reproducción celular o división celular a la etapa del ciclo celular en la que cada célula se divide para formar dos células hijas distintas. Es un proceso que se da en todas las formas de vida y que garantiza la perpetuidad de su existencia, así como el crecimiento, la reposición de tejidos y la reproducción en los seres pluricelulares.

Hay tres grandes tipos de reproducción celular. La primera y la más simple, es la fisión binaria, en la que el material genético celular se replica y la célula procede a dividirse en dos individuos idénticos, tal como hacen las bacterias, dotadas de un único cromosoma y con procesos de reproducción asexuales.